用于运行家用器具的电路装置和相应的方法.pdf

提供一种电路装置以及一种方法，其能够实现家用器具在交流供电电压UN失效之后的正常运行。所述电路装置（1）包括电动机控制单元（6）以及主控制单元（18）。借助于电动机电源电路（7）向所述电动机控制单元（6）供给电能U1。所述电动机电源电路（7）包括用于存储电压的中间回路电容器（14）。通过主供电单元（19）向主控制单元（18）供给电能U2。在交流供电电压UN失效之后，向主控制单元（18）供给来自中间回路电容器（14）的电能U3。因此，可以避免不受控制地关断主控制单元（18）和电动机控制单元（6）。

权利要求书一种用于运行家用器具的电路装置（1），其具有
用于施加交流供电电压（UN）的电路输入端（11），
用于控制所述家用器具的电机（2）的电动机控制单元（6），
通过电开关（10）能够与所述电路输入端（11）耦合的电动机供电电路（7），所述电动机供电电路（7）被构造用于提供第一工作电压（U1），所述电动机控制单元（6）能够被供给所述第一工作电压（U1），并且所述电动机供电电路（7）具有用于存储电能的中间回路电容器（14），
用于控制所述家用器具的主控制单元（18），所述主控制单元（18）被构造用于向所述电动机控制单元（6）发送具有控制指令的控制信号以及控制所述电开关（10），
与所述电路输入端（11）耦合的主供电单元（19），所述主供电单元（19）被构造用于提供第二工作电压（U2），所述主控制单元（18）能够被供给所述第二工作电压（U2），
其中，所述主控制单元（18）还与所述电动机电源电路（7）耦合，并且所述电动机供电电路（7）被构造用于由存储在所述中间回路电容器（14）中的能量提供第三工作电压（U3），所述主控制单元（18）能够被供给所述第三工作电压（U3）。
根据权利要求1所述的电路装置（1），在所述电路装置（1）中所述电动机供电电路（7）具有闭塞变流器（26），借助于所述闭塞变流器（26）能够产生所述第三工作电压（U3）。
根据权利要求1或2所述的电路装置（1），在所述电路装置（1）中所述电动机控制单元（6）被设计成在识别所述交流供电电压（UN）失效之后本身与所述第一工作电压（U1）去耦合并且由此转换到待机状态中。
根据以上权利要求中任一项所述的电路装置（1），在所述电路装置（1）中所述主控制单元（18）被设计成在识别所述交流供电电压（UN）失效之后引起预先确定的过程。
根据权利要求4所述的电路装置（1），在所述电路装置（1）中所述主控制单元（18）被设计成在识别所述交流供电电压（UN）失效之后将故障数据保存在存储器中，所述故障数据包括关于先前启动的并且由于所述交流供电电压（UN）失效而中断的家用器具程序的信息。
一种家用器具，其包括根据以上权利要求中任一项所述的电路装置（1）。
一种用于能够实现家用器具在交流供电电压（UN）失效之后的正常运行的方法，所述交流供电电压（UN）施加在所述家用器具的电路装置（1）的电路输入端（11）上，所述方法具有以下步骤：
通过与所述电路输入端（11）耦合的主供电单元（19）向所述主控制单元（18）供给直流电压（U2），
通过所述主控制单元（18）闭合电开关（10）以及由此以直流电压（U1）对所述电动机供电电路（7）的中间回路电容器（14）充电以及向所述电动机控制单元（6）供给所述直流电压（U1），
在所述交流供电电压（UN）失效之后，向所述主控制单元（18）供给来自所述中间回路电容器（14）的电能。
根据权利要求7所述的方法，在所述方法中，在所述交流供电电压（UN）失效之后，向所述主控制单元（18）供给直流电压（U3），所述直流电压（U3）借助于闭塞变流器（26）产生。
根据权利要求7或8所述的方法，在所述方法中，在识别所述交流供电电压（UN）失效之后，将所述电动机控制单元（6）转换到待机状态中。
根据权利要求7至9中任一项所述的方法，在所述方法中，在识别所述交流供电电压（UN）失效之后，所述主控制单元（18）引起预先确定的过程。
根据权利要求10所述的方法，在所述方法中，在识别所述交流供电电压（UN）失效之后，所述主控制单元（18）将故障数据保存在存储器中，所述故障数据包括关于先前启动的并且由于所述交流供电电压（UN）失效而中断的家用器具程序的信息。

说明书用于运行家用器具的电路装置和相应的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行家用器具的电路装置以及一种具有这种电路装置的家用器具。此外，本发明涉及一种能够实现家用器具在交流供电电压失效之后正常运行的方法，所述交流供电电压被施加在家用器具的电路装置的电路输入端上。
背景技术
在此涉及具有用于控制电机的电动机控制单元以及用于向电动机控制单元发送控制指令的主控制单元的家用器具。在这种家用器具中，借助于单独的供电电路、即例如通过单独的电源向电动机控制单元和主控制单元供给电能。这些供电电路具有不同的结构；用于电动机控制单元的供电电路通常包括中间回路电容器，借助所述中间回路电容器对经整流的电压进行平滑。例如由文献WO2005/060064A1公开了一种这样的用于向电动机控制单元供电的电路。
发明内容
本发明的任务是提供一种解决方案：具有电动机控制单元和主控制单元的电路装置如何能正常地运行，即尤其是在供电网络的交流供电电压失效之后。
根据本发明，所述任务通过根据各个独立权利要求的特征的电路装置、家用器具和方法解决。本发明的有利实施例是从属权利要求以及后续说明的主题。
根据本发明的用于运行家用器具的电路装置包括用于施加交流供电电压的电路输入端。此外，所述电路装置包括用于控制家用器具的电机的电动机控制单元。电动机供电电路通过电开关可与电路输入端耦合，所述电动机供电电路被构造用于提供第一工作电压。电动机控制单元可被供给第一工作电压。电动机供电电路包括用于存储电能的中间回路电容器。此外，电路装置包括用于控制家用器具的主控制单元，所述主控制单元被构造用于向电动机控制单元发送具有控制指令的控制信号。主控制单元还控制电开关并且可能因此实现：电动机供电电路与电路输入端耦合。主供电单元同样与电路输入端耦合，所述主供电单元提供第二工作电压，主控制单元可被供给所述第二工作电压。主控制单元还与电动机供电电路耦合，并且电动机供电电路被构造用于由存储在中间回路电容器中的能量提供第三工作电压，其中主控制单元可被供给第三工作电压。
本发明利用了如下事实：电动机供电电路通常包括存储电压的中间回路电容器。现在本发明的方式是，也提供存储在中间回路电容器中的电压用于向主控制单元供电，即通过产生第三工作电压。如果出现交流供电电压的短暂失效——例如在选择家用器具程序时或者通过由操作人员通过主开关短时间关断和接通家用器具或者供电网络失效，则主供电单元不再为主控制单元提供工作电压。在交流供电电压的这种短暂失效的情况下，在现有技术中继续向电动机控制单元供给电能，即由中间回路电容器，而主控制单元失效。因此在交流供电电压恢复之后，主控制单元和电动机控制单元处于不同的运行状态；主控制单元已经经历了复位（reset），而电动机控制单元没有。因此在现有技术中在重新启动已经开始的家用器具程序时产生问题；需要再次同步主控制单元和电动机控制单元中的程序。本发明恰恰解决此问题，即通过向主控制单元供给存储在中间回路电容器中的能量。如果现在出现交流供电电压失效，则可以不仅向主控制单元而且向电动机控制单元供给来自中间回路电容器的电压，并且电动机控制单元和主控制单元在同一时刻经历复位。由此可以避免主控制单元和电动机控制单元在交流供电电压恢复之后的不同运行状态。
本发明具有其他优点：在交流供电电压失效之后，主控制单元具有引起预先确定的过程的确定时间。即主控制单元可以根据预先确定的协议实现电动机控制单元的受调节的关断。主控制单元也可以自关断，即根据预先确定的协议有序地关断。由此可以避免在现有技术中在电动机控制单元和主控制单元随机复位（reset）之后出现的故障。因此，主控制单元可以实现电动机控制单元和/或主控制单元的受调节的和所期望的关断，这归功于来自中间回路电容器的第三工作电压。
所述电路装置的另一优点在于，可以将开发家用器具中的测试开销降到最低，因为电动机控制单元和主控制单元的不同复位时刻的影响不再出现并且因此不必再被检查。
优选地，第三工作电压在数值上等于第二工作电压。那么，即使在交流供电电压失效之后也向主控制单元供给相同的直流电压值。
例如可以借助于闭塞变流器提供第三工作电压。这种闭塞变流器属于电动机供电电路。所述实施方式尤其在以下这种电路装置中证明是特别有利的：在所述电路装置中存在电动机控制单元和主控制单元之间的电势分离，也就是说，电动机控制单元和主控制单元位于不同的参考电势上。通常，以如下方式实现这种电势分离：电动机供电电路具有桥式整流器，借助所述桥式整流器对交流供电电压进行整流。这样，可以提供电动机控制单元和主控制单元之间的电势分离；然后主控制单元通过不影响电势分离的数据传输通道向电动机控制单元发送具有控制指令的控制信号。这种数据传输通道例如可以通过光电耦合器或者也可以通过保护阻抗形成。在交流供电电压失效之后，主控制单元可以通过数据传输通道向电动机控制单元传输控制指令，所述控制指令根据预先确定的协议促使电动机控制单元的受调节的关断。
如果出现交流供电电压失效，则这可以由电动机控制单元和主控制单元识别，即通过工作电压陷落。在交流供电电压失效之后，仅仅存储在中间回路电容器中的电压可供使用。存储在中间回路电容器中的电压应有效地分配用于电动机控制单元和主控制单元。因为主控制单元是家用器具中的中央控制装置，所以其需要更长时间以在交流供电电压失效之后引起家用器具中的确定过程。因此，在一个实施方式中规定，电动机控制单元在识别交流供电电压失效之后本身与第一工作电压去耦合并且由此本身转换到待机状态中。那么，电动机控制单元很少消耗电能或者甚至不消耗电能，并且存储在中间回路电容器中的电压完全可供用于主控制单元。通过所述操作方式，在交流供电电压失效之后主控制单元提供用于引起家用器具中的确定过程的时间加倍。
如已经所述的那样，主控制单元在识别交流供电电压失效之后在家用器具中进行确定的操作，所述操作然后确保家用器具在交流供电电压恢复之后的正常运行。例如主控制单元在识别交流供电电压失效之后可以将故障数据保存在存储器中。这种故障数据可以包括关于先前启动的并且由于交流供电电压失效而中断的家用器具程序的信息。所述故障数据例如可以包含关于程序的以下位置的信息：在所述位置处同一程序由于交流供电电压失效而中断。然后，在交流供电电压恢复之后，可以在所述位置处重新启动并且有序地结束程序。优选地，主控制单元包含永久存储器。则主控制单元在识别交流供电电压失效之后可以保存这种故障数据，所述故障数据稍后可以在维护或客户服务时被分析处理。这种故障数据例如可以包括交流供电电压失效的时刻和/或在交流供电电压失效时所选择的程序的名称等等。
根据本发明的家用器具包括根据本发明的电路装置或者其优选扩展方案。术语“家用器具”在这尤其理解为洗衣机、干衣机或者洗衣干衣机。
根据本发明的方法能够实现家用器具在交流供电电压失效之后的正常运行，所述交流供电电压施加在家用器具的电路装置的电路输入端上。通过与电路输入端耦合的主供电单元向主控制单元供给直流电压。通过主控制单元实现电开关的闭合，并且由此以直流电压对电动机供电电路的中间回路电容器进行充电。向电动机控制单元供给来自中间回路电容器的直流电压。在交流供电电压失效之后，向主控制单元供给来自中间回路电容器的电能。
参考根据本发明的电路装置提出的优选实施方式和尤其其优点相应地适用于根据本发明的家用器具以及根据本发明的方法。
附图说明
本发明的其他特征从权利要求、附图和附图说明中得出。以上在说明书中提到的特征和特征组合以及接下来在附图说明中提到的和/或仅仅在附图中示出的特征和特征组合不仅可以以分别说明的组合而且还可以以其他组合和/或单独地应用，而不脱离本发明的范畴。
现在根据各个优选实施例以及参考附图详细解释本发明，其中
图1示出根据本发明的一个实施方式的电路装置；以及
图2示出根据图1的电路装置的电动机供电电路的供电单元。
具体实施方式
图1中示出的电路装置1用于运行洗衣机的永磁同步电动机2。同步电动机2驱动洗衣机的滚筒。为了控制同步电动机2，所述电路装置1包括逆变器3，所述逆变器3具有6个晶体管4。逆变器3能够分别为同步电机2的所有三个绕组5提供交流电压。
通过电动机控制单元6控制逆变器3，所述电动机控制单元6在本示例中例如通过微处理器形成。因此，电动机控制单元6在逆变器3的转接下控制同步电动机2。
向电动机控制单元6供给第一工作电压U1，所述第一工作电压借助于电动机供电电路7提供，即相对于第一参考电势8。第一工作电压U1例如可以是5V或者3.3V，但它也可以位于1V和2V之间的值域中。
电动机供电电路7包括桥式整流器9，所述桥式整流器9在初级侧一方面通过电开关10可与电路输入端11的第一输入连接端子L耦合而另一方面与电路输入端11的第二输入连接端子N连接，所述电开关10在这里作为继电器提供。第二输入连接端子N是第二参考电势。桥式整流器9在次级侧一方面通过接通冲击电流保护电路12与中间回路极13耦合而另一方面与第一参考电势8耦合。中间回路极13通过中间回路电容器14与第一参考电势8耦合；供电单元15与中间回路电容器14并联连接，所述供电单元15提供第一工作电压U1。
如果在电路输入端11上施加交流供电电压UN，则当继电器10闭合时桥式整流器9提供经整流的电压，所述经整流的电压随后借助所述中间回路电容器14平滑。经整流的电压存储在中间回路电容器14中。然后，供电单元15由所述存储在中间回路电容器14中的电压提供第一工作电压U1以及另外的工作直流电压UB。例如可以向逆变器3的驱动器供给所述另外的工作直流电压UB。所述另外的工作直流电压UB例如是15V，更确切地说，相对于第一参考电极8。供电单元15例如可以包括开关电源以及分压器。因此，采用这些组件可以由存储在中间回路电容器14中的电压产生所述第一工作电压U1以及所述另外的工作直流电压UB。
接通冲击电流保护电路12包括欧姆电阻16以及继电器17，所述继电器17可以由电动机控制单元6控制。继电器17可以跨接欧姆电阻16。接通冲击电流保护电路12总地用来保护电动机供电电路7和逆变器3以免在闭合继电器10时出现电流尖峰。
洗衣机具有主控制单元18，所述主控制单元18控制洗衣机的程序或者进程并且在本示例中通过微处理器构成。主控制单元18还控制电动机控制单元6，即在向电动机控制单元6输出具有控制指令的相应控制信号的情况下。所述控制信号通过数据传输通道（未示出）传输给电动机控制单元6。因为电动机控制单元6位于第一参考电势8上并且主控制单元18位于第二参考电势N上，所以所述控制信号的传输必须通过保护阻抗或者通过光电耦合器进行。
为了向主控制单元18供电，设有主供电单元19，所述主供电单元19与电路输入端11耦合。主供电单元19可以例如包括电源或者也可以包括开关电源。主供电单元19提供第二工作电压U2，即在输出端20上并且相对于第二参考电势N。主供电单元19的输出端20通过二极管21与主控制单元18的供电输入端22连接。二极管21用于整流第二工作电压U2。第二工作电压U2例如是5V或者3.3V，它也可以位于1V和2V之间。向主控制单元18供给第二工作电压U2，所述第二工作电压U2相对于第二参考电势N产生。通过闭合继电器10实现电动机控制单元6、逆变器3和因此同步电动机2的开始运转。在此，继电器10由主控制单元18控制，主控制单元18闭合继电器10，以便运行同步电动机2。
如果向主控制单元18仅仅供给第二工作电压U2，则主控制单元18会在出现交流供电电压UN失效之后不久失效。然而，在交流供电电压UN失效之后，可以继续向电动机控制单元6供给电能，例如大约30s的时间，即由中间回路电容器14。因此可以继续运行电动机控制单元6，而主控制单元8已经经历复位（reset）。为了避免这种不利的态势，供电单元15还提供第三工作电压U3，所述第三工作电压U3可以被供给给主控制单元18并且所述第三工作电压U3在数值上等于第二工作电压U2，即例如是5V或者3.3V。所述供电单元15由存储在中间回路电容器14中的电压产生第三工作电压U3。相对于第二参考电势N提供第三工作电压U3，从而保持电动机控制单元6和主控制单元18之间的电势分离。为了产生第三工作电压U3的目的，供电单元15可以包括闭塞变流器，所述闭塞变流器在初级侧与第一参考电势8耦合而在次级侧与第二参考电势N耦合。供电单元15在输出端23上提供第三工作电压U3，所述输出端23通过二极管24与主控制单元18的供电输入端连接。二极管24用于整流第三工作电压U3。
图2示出电动机供电电路7的供电单元15的一个示例。供电单元15包括具有变压器26和开关电路27的闭塞变流器。变压器26的第一绕组28一方面与中间回路极13连接而另一方面通过开关电路27可与第一参考电势8耦合。通过第二绕组29提供第一工作电压U1以及另外的工作直流电压UB，即相对于第一参考电势8。此外，所述变压器26包括附加绕组30，通过所述附加绕组30为主控制单元18提供第三工作电压U3。在此，附加绕组30一方面与输出端23耦合而另一方面与第二参考电势N耦合。第三工作电压U3借助于二极管31整流并且被提供给电容器32。
开关电路27相对于第一参考电势8转换第一绕组28并且因此导致在第一绕组28中产生电流脉冲，所述电流脉冲被传输给第二绕组29和附加绕组30。因此可以传输能量。开关电路27还获得所述第一工作电压U1的反馈，即通过线路33。因此，通过开关电路27调节工作电压U1和U3以及另外的工作直流电压UB，这取决于第一工作电压U1的反馈值。
通过为主控制单元18提供第三工作电压U3可以避免如下这种情况：在出现交流供电电压UN失效之后不受控制地关断主控制单元18。在交流供电电压UN失效之后，继续向主控制单元18供给第三工作电压U3，所述第三工作电压U3由存储在中间回路电容器14中的电压提供。这能够实现在交流供电电压UN失效之后通过主控制单元引起确定的过程。
即主控制单元18可以通过数据通信通道向电动机控制单元6发送控制信号，所述控制信号随后根据预先确定的协议促使受控制地关断电动机控制单元6。在出现交流供电电压UN失效之后，电动机控制单元6本身也转换到待机状态中，在所述待机状态中电动机控制单元6不消耗能量。随后存储在中间回路电容器14中的电压仅供用于主控制单元18的供电，并且主控制单元18能够在交流供电电压UN失效之后被更长时间地供给能量。
因此，设有在交流供电电压UN失效之后的不同操作方式。电动机控制单元能够在交流供电电压UN失效之后直接转换到待机状态中。替代地，在交流供电电压UN失效之后继续向电动机控制单元6供给第一工作电压U1，并且电动机控制单元6和主控制单元18可以在同一时刻失效。则电动机控制单元6和主控制单元18在交流供电电压UN恢复之后具有相同的运行状态，并且不必再使它们同步。然而，也可以通过主控制单元18本身同时进行电动机控制单元6和主控制单元18的同时关断。
此外，主控制单元18包括永久存储器25。在交流供电电压UN失效之后，主控制单元18可以将故障数据、即具有关于先前启动的并且由于交流供电电压UN失效而中断的洗衣机程序的信息保存在存储器25中。在交流供电电压UN恢复之后，主控制单元18可以分析处理所述故障数据并且根据所述故障数据继续运行洗衣机。这种故障数据在维护洗衣机时在客户服务时也可能是有帮助的，以便能够分析处理在洗衣机运行期间出现的运行故障。那么，在维护洗衣机时，可以从存储器25中读出所述错误数据以及分析处理所述错误数据。
总之，提供一种电路装置1，借助所述电路装置1能够实现洗衣机在交流供电电压UN失效之后的有序运行。即向主控制单元18供给来自中间回路电容器14的电能，更确切地说，在交流供电电压UN失效之后。因此可以避免不受控制地关断主控制单元18和电动机控制单元6，在交流供电电压UN失效之后可以受控制地关断电动机控制单元6和主控制单元18，并且在交流供电电压UN恢复之后不必再使它们同步。
参考标记列表
1            电路装置
2            同步电动机
3            逆变器
4            晶体管
5            绕组
6            电动机控制单元
7            电动机供电电路
8            第一参考电势
9           桥式整流器
10          开关
11          电路输入端
12          接通冲击电流保护电路
13          中间回路极
14          中间回路电容器
15          供电单元
16          欧姆电阻
17          继电器
18          主控制单元
19          主供电单元
20          输出端
21、24      二极管
22          供电输入端
25          存储器
26          变压器
27          开关电路
28          第一绕组
29          第二绕组
30          附加绕组
31          二极管
32          电容器
33          线路
L           输入端
N           第二参考电势
U1、U2、U3  工作电压
UB          直流工作电压
UN          交流供电电压